光大证券碳中和深度报告（四）：动力电池回收，降本与突破锂约束，构成锂电循环闭环-20210324-光大证券-54页.pdf

敬请参阅最后一页特别声明 -1- 证券研究报告 2021 年 3 月 24 日 行业研究 动力电池回收：降本与突破锂约束，构成锂电循环闭环 ——碳中和深度报告（四） 电力设备新能源 动力电池退役期来临与锂资源约束，锂电回收势在必行。碳中和背景下，电动 车和储能市场将快速增长。我们测算 2020-2060 年锂电潜在需求量累计将达到 25TWh，若按 1GWh 电池对应碳酸锂需求约 600 吨，则碳酸锂需求约为 1500 万吨。综合考虑环保因素、锂资源区域约束、锂价格因素，废旧锂电池回收是 一项必要工作。然而当前政策正在完善，标准、价格是核心掣肘。 至 2030 年，三元与磷酸铁锂电池回收将成为千亿市场。对于三元电池，通过 材料回收方法，可具有一定经济性，市场将率先起量，2022-2023 年将是行业 重要拐点，我们估算2019 年可回收三元正极 0.13 万吨，随后逐年递增至 2030 年的29.25万吨；在现价情况下2020-2030年三元电池累计回收空间将达1305 亿元。磷酸铁锂电池直接拆解材料回收的经济效益并不大，为弥补经济性方案： 1）先通过梯次利用提高收益、2）处理成本通过行政手段及补贴内部化。对于 磷酸铁锂电池，我们预测 2030 年报废铁锂电池将达到 31.33 万吨，考虑拆解回 收与梯次利用后拆解材料回收，二者总计可以回收锂元素 0.65 万吨；在中残值、 现价情况下，2020-2030 年磷酸铁锂电池梯次利用/回收累计市场空间分别将达 到 680/163 亿元。 国内以湿法为主的回收工艺，前驱体企业具有技术同源性。技术工艺方面，国 外的技术路线以火法为主，国内主要动力电池回收企业主要技术路线为湿法。 由于湿法与干法工艺有较大差异，工艺路径相似的正极前驱体企业具有技术同 源性，在开展锂电回收布局上更具有技术优势。 海外动力电池回收模式可作为他山之石。参考欧美发达国家，动力电池生产商 往往承担电池回收的主要责任，主机厂和电池租赁公司起到配合回收的作用。 依据责任主体的不同可以分为以日本为代表的动力电池生产商回收模式（包括 经过电动汽车经销商、电池租赁公司）、以欧美国家为代表的行业联盟回收模 式（动力电池生产商联合形成回收联盟）以及第三方回收模式。 互利共赢，“降本”与“闭环”为商业模式的源动力。根据国内现有的商业模 式主导企业性质的不同，我国动力电池回收市场催生出动力电池企业回收商业 模式、锂电材料企业回收商业模式与梯次利用商业模式。（1）动力电池企业回 收模式，提高原料的上游议价能力，降低电池成本，国内代表性的企业有宁德 时代、比亚迪、国轩高科等。（2）锂电材料企业回收模式，回收关键金属资源， 形成产业闭环与降本空间。许多三元前驱体企业均在动力电池回收领域有所布 局，如格林美、邦普循环（宁德时代子公司）、华友钴业、厦门钨业控股的赣 州豪鹏、中伟股份、赣锋锂业等。（3）梯次利用商业模式，如中国铁塔等。 投资建议：建议布局动力电池回收业务的锂电材料、动力电池企业，相关电池 检测企业也将受益。推荐：中伟股份、格林美、宁德时代。建议关注：星云股 份、赣锋锂业、华友钴业、光华科技。 风险分析： 政策补贴不及预期；动力电池回收率、工艺降本不及预期，环保风 险较大；锂电材料技术进步、相关金属价格下跌。 重点公司盈利预测与估值表 证券代码 公司名称 股价（元） EPS（元） PE（X） 投资评级 19A 20E 21E 19A 20E 21E 300919.SZ 中伟股份 78.01 0.35 0.74 1.71 222 105 46 买入 002340.SZ 格林美 8.29 0.18 0.08 0.23 47 98 36 买入 300750.SZ 宁德时代 303.91 2.06 2.24 3.28 147 136 93 买入 资料来源：Wind，光大证券研究所预测，股价时间为 2021-03-23 买入（维持） 环保 买入（维持） 作者 分析师：殷中枢 执业证书编号：S0930518040004 010-58452063 yinzs@ebscn.com 分析师：马瑞山 执业证书编号：S0930518080001 021-52523850 mars@ebscn.com 分析师：郝骞 执业证书编号：S0930520050001 021-52523827 haoqian@ebscn.com 分析师：黄帅斌 执业证书编号：S0930520080005 021-52523828 huangshuaibin@ebscn.com 联系人：陈无忌 chenwuji@ebscn.com 行业与沪深 300 指数对比图 - 20% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 20 -02 20 -03 20 -04 20 -05 20 -06 20 -07 20 -08 20 -09 20 -10 20 -11 20 -12 21 -01 电力设备及新能 源 电力及公用事业 沪深 300 资料来源：Wind 相关研报 储能：碳中和下的新兴赛道，万亿市场冉冉开启 ——碳中和深度报告（三）（2021-03-10） 碳中和与大重构：供给侧改革、能源革命与产业 升级——碳中和深度报告（二）（2021-02-28） 要点 敬请参阅最后一页特别声明 -2- 证券研究报告 电力设备新能源、环保 投资聚焦 2021 年政府工作报告中强调了“加快建设动力电池回收利用体系”，动力电池 回收行业发展即将加速。发展新能源汽车是推进节能减排的重点，规模庞大的动 力锂电池市场伴生的将是锂电池回收和下游梯次利用行业机遇，锂电回收产业链 正在加速建立与完善。锂电回收具有经济性和环保双重意义，还有助于突破锂资 源约束，构成动力电池产业链的闭环。 我们的创新之处 1、从锂资源区域约束、锂价格因素角度分析了动力电池回收对于实现碳中和的 意义。 2、测算了不同金属价格下，锂电回收的市场空间：在金属处于高价时，三元电 池回收具有较大的市场空间；当磷酸铁锂电池处于高残值、锂处于高价时，磷酸 铁锂电池回收市场空间较大。 3、我们构建了经济性评估模型，针对动力电池回收过程中投入成本和回收材料 用于后续动力电池生产成本降低，定量分析了回收成本与循环利用效益。 股价上涨的催化因素 1、动力电池上游资源品价格持续上涨； 2、政策、补贴大力扶持，相关报废回收标准和技术标准的建立。 投资建议 建议关注布局动力电池回收业务的企业：（1）锂电材料公司，尤其是工艺路线相 似的锂电前驱体企业具有技术同源性，在开展业务方面更具有技术优势，推荐： 中伟股份、格林美，关注：赣锋锂业、华友钴业、光华科技。（2）动力电池企 业参与回收，有利于提高原料的上游议价能力，降低电池成本，推荐：宁德时代。 （3）电池回收将大量用到检测设备，相关电池检测企业也将受益，关注：星云 股份。 qNmQtRuMvN6M9R6MtRqQpNmNlOmMoNiNmOrM7NoPqOMYmRrRxNtOwP 敬请参阅最后一页特别声明 -3- 证券研究报告 电力设备新能源、环保 目 录 1、 着眼于未来：我们为什么要回收锂电？ . 7 1.1、 电动车产业快速发展，动力电池退役量庞大 7 1.2、 全球电动化趋势下，锂资源约束几何 . 8 1.3、 动力电池梯次利用与材料回收市场空间 . 9 2、 聚焦产业链：应当如何回收动力电池？ 14 2.1、 政策正在完善，标准、价格是核心掣肘 . 14 2.2、 动力电池回收渠道与再生利用方法论 . 16 2.3、 他山之石，海外动力电池回收模式 20 3、 国内动力电池回收利用产业链全梳理 . 27 3.1、 国内动力电池回收“素描”： “分羹者”众多 27 3.2、 互利共赢：电池产业链间回收业务合作逐渐加强 29 3.3、 “降本”与“闭环”为商业模式的源动力 . 30 3.4、 构建降本模型：从另一个角度看待降本逻辑 35 4、 投资建议 . 37 4.1、 格林美 37 4.2、 中伟股份. 43 4.3、 宁德时代. 49 4.4、 星云股份. 50 4.5、 赣锋锂业. 50 4.6、 华友钴业. 52 4.7、 光华科技. 52 5、 风险分析 . 53 敬请参阅最后一页特别声明 -4- 证券研究报告 电力设备新能源、环保 图目录 图1：全球新能源汽车销量 . 7 图2：国内新能源汽车销量 . 7 图3：全球动力电池装机量 . 7 图4：我国动力电池年新增装机量 7 图5：2025年锂需求预测 8 图6：全球新能源乘用车销量预计 8 图7：全球储能装机预计 . 8 图8：世界锂资源勘探量 . 8 图9：世界锂矿产量和保有量 . 8 图10：中国锂矿产量和保有量 . 8 图11：我国电池级碳酸锂价格走势 9 图12：锂盐产能与成本分布 . 9 图13：锂金属回收市场空间 . 12 图14：镍金属回收市场空间 . 12 图15：钴金属回收市场空间 . 13 图16：锰金属回收市场空间 . 13 图17：我国三元电池金属回收市场预测（2019-2030） 13 图18：动力电池回收路线 . 16 图19：动力电池生产商回收路径模式. 17 图20：行业联盟回收路径模式 . 17 图21：第三方回收路径模式 . 17 图22：磷酸铁锂电池应用区段 . 17 图23：废旧磷酸铁锂电池回收和再生流程图 18 图24：废旧三元电池（NCM）回收和再生过程流程图 19 图25：火法处理流程图 19 图26：湿法处理流程图 19 图27：美国三层次的电池回收法律框架 . 20 图28：德国动力电池回收体系 . 21 图29：宝马集团电池价值链形成产业闭环 . 21 图30：日本动力电池回收体系 . 22 图31：4R 公司在住宅上将退役动力电池与太阳能电池板组合进行能源储存 . 23 图32：4R 株式会社对于不同电池容量的退役动力电池梯次利用领域划分 23 图33：韩国新能源汽车快速起量，配套充电桩数量快速增长 24 图34：学者提出的基于EPR制度的韩国动力电池回收体系 24 图35：Umicore回收工艺流程图 . 25 图36：德国IME公司回收工艺流程图 . 26 图37：AEAT回收工艺流程图 26 图38：Batrec Industrie AG回收工艺流程 26 图39：Accurec Recycling GmbH 回收工艺流程图 . 26 敬请参阅最后一页特别声明 -5- 证券研究报告 电力设备新能源、环保 图40：格林美废旧电池回收工艺流程图 . 28 图41：邦普循环利用废旧动力电池生产NCM新材料流程图 . 31 图42：宁德时代控股公司邦普设置的回收网点 31 图43：华友钴业原料供应渠道 . 32 图44：格林美“全生命周期价值链模式”示意图 33 图45：以中国铁塔为例梯次利用商业模式 . 34 图46：截至2019年末公司股权结构图 . 37 图47：2017-2020营业收入情况 . 38 图48：2017-2020归母净利润情况 38 图49：2017-2020H1年公司分布业务营业收入 . 38 图50：2017-2020H1公司分部业务毛利率 38 图51：2017-2020H1公司毛利率与净利率 39 图52：2017-2019年主营业务毛利率与可比公司对比 39 图53：2017-20H1资产负债率、ROE、流动比率、速动比率 . 39 图54：2017-20Q1-3现金流量净额情况 39 图55：截至2020年末中伟股份股权结构 . 43 图56：2017-2020Q1-3中伟股份营业收入情况 . 44 图57：2017-2020Q1-3中伟股份归母净利润情况 44 图58：2017-2020H1中伟股份分部业务营业收入 . 44 图59：2017-2020Q1中伟股份分部业务毛利率情况 . 44 图60：2017-2020H1中伟股份毛利率与净利率情况 . 45 图61：2017-2019年可比公司毛利率对比 . 45 图62:2017-20H1公司资产负债率、ROE、流动比率、速动比率 45 图63：2017-2020H1中伟股份现金流情况 45 图64：赣锋锂业回收网络示意图 51 图65：赣锋锂业回收解决方案示意图. 51 图66：华友循环电池回收“代工模式” . 52 表目录 表1：三元正极各类型材料占比预测 9 表2：不同三元电池技术路线度电质量 . 10 表3：磷酸铁锂电池梯次利用比例预测 . 10 表4：三元电池正极回收量 . 10 表5：三元电池各金属回收量 . 11 表6：磷酸铁锂电池梯次利用与拆解回收量 . 11 表7：金属价格假设 12 表8：磷酸铁锂电池每瓦时价格预测 12 表9：三元电池金属回收市场空间 13 表10：磷酸铁锂电池梯次利用市场空间 . 14 表11：磷酸铁锂电池锂金属回收市场空间 . 14 敬请参阅最后一页特别声明 -6- 证券研究报告 电力设备新能源、环保 表12：动力电池梯次利用及材料回收法律框架体系 . 15 表13：国家标准主要技术内容 . 16 表14：4R 公司电池回收利用理念（4个R） . 22 表15：国外领先的废旧锂离子动力电池回收企业 25 表16：国外主要电池回收公司的工艺及产物 25 表17：国内主要电池回收及材料公司的工艺及产物 . 27 表18：在动力电池回收领域锂电、储能等企业 28 表19：产业链主要企业间合作情况 29 表20：中国铁塔梯次利用锂电池的三种主要模式 34 表21：废旧三元电池、磷酸铁锂电池吨回收处理成本 . 35 表22：1吨废弃三元电池各金属材料质量 36 表23：使用退役、新电池的峰谷套利模型下IRR（全投资回报率）比较 36 表24：格林美实际控制人简历 . 37 表25：格林美分业务盈利预测 . 40 表26：格林美业绩预测和估值指标 41 表27：格林美可比公司估值比较 41 表28：绝对估值核心假设表 . 41 表29：现金流折现及估值表 . 42 表30：敏感性分析表 42 表31：各类绝对估值法结果汇总表 42 表32：中伟股份IPO募集资金用途 45 表33：中伟股份盈利预测 . 46 表34：中伟股份业绩预测和估值指标. 46 表35：中伟股份可比公司估值比较 47 表36：绝对估值核心假设表 . 47 表37：现金流折现及估值表 . 48 表38：敏感性分析表 48 表39：各类绝对估值法结果汇总表 48 表40：宁德时代盈利预测和估值指标. 49 敬请参阅最后一页特别声明 -7- 证券研究报告 电力设备新能源、环保 1、 着眼于未来：我们为什么要回收锂电？ 1.1、 电动车产业快速发展，动力电池退役量庞大 全球新能源汽车行业发展迅速，2020 年全球新能源汽车销量 309.52 万辆，同比 +40.16%，其中纯电动汽车销量 212.61 万辆，同比+29.58%，在新冠肺炎疫情 的冲击下逆势增长。我们预计2021-25 年全球新能源汽车销量增速有望在30% 以上，到 2025 年销量将突破 1300 万辆。 中国新能源汽车产业于 21 世纪初期兴起，自 09 年“十城千辆”工程启动， 2013-14 年推广应用新能源汽车并免征购置税，2015 年 4 月财政部发布《关于 2016-2020 年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》，对新能源汽车购买给 予补助实行普惠制，财政补贴成为推动中国新能源产业的主要增长力量。随着新 能源汽车购置补贴逐步退坡，2017 年开始推行的“双积分”政策接力继续推动 新能源产业发展。我们预计我国新能源汽车销量未来5 年增长率稳定在 30%-40%，到 2025 年有望超过 600 万辆。 图 1：全球新能源汽车销量 图 2：国内新能源汽车销量 0% 50% 100% 150% 0 300 600 900 1 , 2 0 0 1 , 5 0 0 全球新能源汽车销量（万辆） 同比增长 -10 0% 0% 100 % 200 % 300 % 400 % 0 100 200 300 400 500 600 国内新能源汽车 销量 （万 辆） 同比增长 资料来源：Marklines，光大证券研究所预测 资料来源：中汽协，Wind，光大证券研究所预测 在电动汽车市场快速增长带动下，动力型锂离子电池继续保持快速增长势头。按 照正极材料动力电池可分为三元电池、磷酸铁锂电池及其他电池。目前看，海外 以三元电池为主，国内三元电池和磷酸铁锂同步发展。全球动力电池年新增装机 量保持稳定增长，我们预计 2025 年装机量可达 623GWh；国内装机量可达 312GWh。其中三元电池装机量达 174.5GWh，磷酸铁锂装机量达 137.4GWh。 图 3：全球动力电池装机量 图 4：我国动力电池年新增装机量 0% 20% 40% 60% 80% 100% 0 100 200 300 400 500 600 700 全球动力电池装机（ GWh ） 同比增长 - 50% 0% 50% 100% 150% 200% 250% 300% 350% 400% 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 三元电池装机量 磷酸铁锂及其他 装机 量 三 元 电 池 同 比 增 长 磷酸铁锂及其他 同比 增长 资料来源：SNE Research，光大证券研究所预测 资料来源：Wind，上海有色网，光大证券研究所预测；单位：GWh 敬请参阅最后一页特别声明 -8- 证券研究报告 电力设备新能源、环保 1.2、 全球电动化趋势下，锂资源约束几何 在碳中和背景下，电动车和储能市场将快速增长，根据 BNEF 在 2020 年的预测： （1）2020-2040 年，全球电动乘用车销售量将从约 200 余万辆，增加至约 5500 万辆（约 3300GWh，以 60kWh/辆计算），是 2020 年的 27.5 倍； （2）2020-2050年，全球储能市场累计装机量将从约20GWh，增至约1700GWh， 是 2020 年的 85 倍。 如果以电动车 8 年一个更换周期计算累计量，并假设储能装机大部分采用锂电， 对锂电需求量进行测算，2020-2060 年累计将达到 25TWh，若按 1GWh 电池对 应碳酸锂需求约 600 吨，则碳酸锂需求约为 1500 万吨。 从世界锂资源的勘探量来看，我们并不需要担心锂资源不够用，但我们依然需要 关注区域上的资源约束。 （1）资源量较高的是盐湖中的锂，如果提纯技术能够进步、生产成本能够降低， 问题将能够较好的解决； （2）中国优质的锂资源与世界其他地区相比较少，考虑我国是锂电中游产业链 以及下游应用市场核心，因此需要考虑资源掣肘； 图 5：2025 年锂需求预测 图 6：全球新能源乘用车销量预计 图 7：全球储能装机预计 资料来源：BNEF；单位：万吨碳酸锂当量 资料来源：BNEF；单位：百万辆 资料来源： BNEF ；单位：GW 图 8：世界锂资源勘探量 图 9：世界锂矿产量和保有量 图 10：中国锂矿产量和保有量 资料来源：U.S. Geological Survey；单位：万吨锂金属 当量 资料来源： U.S. Geological Survey；单位：万吨锂金属 当量 资料来源：U.S. Geological Survey；单位：万吨锂金属 当量 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 2018 2019 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 锂需求（碳酸锂当量） 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 0 2000 4000 6000 8000 10000 2016 2017 2018 2019 世界锂资源勘探量 同比增速 0 500 1000 1500 2000 2500 0 2 4 6 8 10 2016 2017 2018 2019 2020E 世界锂矿产量（左轴） 世界锂矿保有量（右轴） 0 100 200 300 400 0 0 . 4 0 . 8 1 . 2 1 . 6 2016 2017 2018 2019 2020E 中国锂矿产量（左轴） 中国锂矿保有量（右轴） 敬请参阅最后一页特别声明 -9- 证券研究报告 电力设备新能源、环保 （3）从锂盐产能、成本分布和锂价趋势看，不同资源禀赋、地区政策导致开采 难度和投资、成本不同，未来不同时间、不同区域供需有一定的错配，锂价格大 幅波动也再所难免，若锂价大幅上涨，将不利于实现碳中和愿景。 图 11：我国电池级碳酸锂价格走势 图 12：锂盐产能与成本分布 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 2016 - 08 2016 - 10 2016 - 12 2017 - 02 2017 - 04 2017 - 06 2017 - 08 2017 - 10 2017 - 12 2018 - 02 2018 - 04 2018 - 06 2018 - 08 2018 - 10 2018 - 12 2019 - 02 2019 - 04 2019 - 06 2019 - 08 2019 - 10 2019 - 12 2020 - 02 2020 - 04 2020 - 06 2020 - 08 2020 - 10 2020 - 12 2020 年需求预计 3 4 0 , 0 0 0 吨 CL CL A G AG CN WA - S W A - S WA - S W A - N W A - N CN - JX 卤水 锂云母 锂辉石 5 0 , 0 0 0 2 5 , 0 0 0 成本含税 ( 元 / 吨 ) 1 0 0 , 0 0 0 2 0 0 , 0 0 0 3 0 0 , 0 0 0 4 0 0 , 0 0 0 ( 吨 )2020 年实际产量预估 氢氧化锂 碳酸锂 资料来源：Wind，2016.08-2020.12，单位：万元/吨 资料来源：Galaxy Resources 因此，综合考虑环保因素、锂资源区域约束、锂价格因素，对使用过的锂电池进 行回收也是一项必要的工作。 1.3、 动力电池梯次利用与材料回收市场空间 1.3.1、动力电池报废量及梯次利用量空间预测 我们对未来三元电池的金属回收市场空间及磷酸铁锂电池的梯次利用与回收市 场空间设计了测算模型，首先作出如下假设： （1）三元电池： 1）在循环充放电过程中电池容量会逐渐衰减，当衰减至 80%以下时，便达到退 役状态。通常，动力电池的服役年限在 5 年左右。我们假设三元电池与磷酸铁锂 电池的有效寿命均为 5 年。因此，截至目前，第一批动力电池己经到达退役年 限，今后将迎来较为持续且不断扩大的动力电池回收市场。在此假设下，2014 年装机的三元（磷酸铁锂）电池将在 2019 年全部拆解回收，2015 年装机的三 元（磷酸铁锂）电池将在 2020 年全部拆解回收，以此类推。 2）对退役三元电池的处理主要采取拆解回收的方式。拆解回收主要是对正极材 料中的钴、镍、锰、锂等金属材料的回收再利用，而正极材料又分为 NCM333、 NCM523、NCM622、NCM811 等，且不同的技术路线能量密度不同。随着三元 电池行业的发展，高镍、无钴成为主要发展趋势，我们对未来年份正极材料各金 属占比进行假设，并进行测算。 表 1：三元正极各类型材料占比假设 正极材料占比 2014E 2015E 2016E 2017E 2018E 2019E 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E NCM333 100% 100% 51% 41% 15% 2% 1% 0% 0% 0% 0% 0% NCM523 0% 0% 49% 50% 69% 74% 58% 48% 38% 35% 35% 33% NCM622 0% 0% 0% 9% 14% 19% 20% 20% 23% 23% 21% 21% NCM811 0% 0% 0% 0% 2% 5% 21% 32% 39% 42% 44% 46% 资料来源：光大证券研究所假设 敬请参阅最后一页特别声明 -10- 证券研究报告 电力设备新能源、环保 表 2：不同三元电池技术路线度电质量 技术路线 三元正极（kg/kWh） NCM333 1.96 NCM523 1.86 NCM622 1.66 NCM811 1.55 资料来源：光大证券研究所假设 （2）磷酸铁锂电池： 1）2017 年 9 月 28 日，工信部、财政部、商务部等五部门联合公布了《乘用车 企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》即“双积分”政策，强调 提高新能源车电池能量密度。由于磷酸铁锂电池能量密度的劣势，其市场竞争力 一度下滑。补贴政策退坡后，由于钴价的持续走高，无钴电池受到市场青睐，而 高镍三元电池的安全性还有待进一步提升，同时 CTP 技术的不断深化及对低成 本电池的需求提升，磷酸铁锂电池重新焕发生机。 2）磷酸铁锂退役电池宜采用先梯次利用，后拆解回收的处理顺序。目前，回收 及梯次利用体系尚不健全，锂元素回收也存在经济性问题，但我们相信，随着政 策的支持，以及随着储能市场兴起以及锂资源约束，市场和经济性会逐步好转。 在测算中，我们对梯次利用比例进行了假设，比例从 2019 年的 5%逐步提高到 2030年的80%，而对没进入梯次利用体系的磷酸铁锂电池做了相对极端的假设， 即假设其进入了拆解及材料回收体系，否则将污染环境，产生环境成本。 表 3：磷酸铁锂电池梯次利用比例假设 2019E 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E 磷酸铁锂梯次利用比例 5% 12% 19% 25% 32% 39% 45% 52% 59% 66% 73% 80% 资料来源：光大证券研究所假设 3）我们假设提升前的磷酸铁锂正极度电质量为 2.4kg/kWh，提升后变为 2.3kg/kWh，并假设 17-20 年市场逐步从低能量密度铁锂电池过渡为高能量密度 铁锂电池，磷酸铁锂电池报废前后的能量密度不变。 4）储能是磷酸铁锂电池的应用场景之一，但由于其应用周期较长，一般是 15-20 年以上，故暂时不考虑储能市场磷酸铁锂电池的报废。 5）对于梯次利用后的磷酸铁锂电池，3 年后再进行拆解回收锂元素。 对于三元电池，我们估算：2019 年预计可回收三元正极 0.13 万吨，随后逐年递 增至 2030 年的 29.25 万吨。 表 4：三元电池正极回收量 单位：万吨 2019E 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E NCM333 0.13 0.60 0.63 1.28 0.97 0.15 0.09 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 NCM523 0.00 0.00 0.58 1.50 4.25 5.33 4.78 4.49 4.21 5.66 8.07 10.78 NCM622 0.00 0.00 0.00 0.24 0.77 1.22 1.46 1.68 2.31 3.41 4.32 6.03 NCM811 0.00 0.00 0.00 0.00 0.10 0.30 1.40 2.52 3.62 5.72 8.45 12.44 正极回收总量 0.13 0.60 1.21 3.02 6.10 7.01 7.73 8.68 10.15 14.79 20.84 29.25 资料来源：光大证券研究所测算 敬请参阅最后一页特别声明 -11- 证券研究报告 电力设备新能源、环保 根据各类型三元正极测算金属回收量，加总得到三元电池总的各金属回收量： 1）NCM333：随着 2014 年安装的 NCM333 三元电池于 2019 年开始退役， 2019 到 2022 年 NCM333 回收量逐步增加，2022 年达峰值 1.28 万吨，随后 由于 NCM333 的退出而逐步减少，至 2026 年回收量归零； 2）NCM523：2016 年开始进入市场的 NCM523 于 2021 年开始报废回收，随 后回收量于 23-28 年稳定在 4-6 万吨之间，预计 2030 年上涨至 10.78 万吨； 3）NCM622：2017 年流入市场的 NCM622 于 2022 年开始报废回收，回收量 小幅上涨，直到 28年上涨幅度增加，预计 2030 年可回收 6.03 万吨； 4）NCM811：2018 年流入市场的 NCM811 于 2023 年开始报废回收，预计 2030 年可增长至 12.44 万吨。 预计2030 年可回收锂 2.09 万吨，镍 11.47 万吨，钴 2.80 万吨，锰 3.23 万吨。 表 5：三元电池总的各金属回收量 单位：万吨 2019E 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E 锂回收量 0.01 0.04 0.09 0.22 0.44 0.50 0.55 0.62 0.73 1.06 1.49 2.09 镍回收量 0.03 0.12 0.30 0.80 1.82 2.24 2.68 3.19 3.87 5.72 8.10 11.47 钴回收量 0.03 0.12 0.20 0.47 0.82 0.85 0.86 0.90 1.01 1.45 2.02 2.80 锰回收量 0.03 0.11 0.22 0.53 1.00 1.09 1.08 1.10 1.19 1.68 2.34 3.23 资料来源：光大证券研究所测算 对于磷酸铁锂电池，我们预测： 1）2030 年，报废铁锂电池将达到 31.33 万吨； 2）随着梯次利用逐年上升，预计 2030 年可梯次利用的铁锂电池达 109.93GWh， 共 25.06 万吨；其余 6.27 万吨进行拆解回收，可回收锂元素 0.28 万吨； 3）2027 年梯次利用的磷酸铁锂电池将在 2030 年达到报废标准，此时拆解回收 8.604 万吨，可回收锂元素 0.379 万吨。二者总计可以回收锂元素 0.65 万吨。 表 6：磷酸铁锂电池梯次利用与拆解回收量 项目 2019E 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E 磷酸铁锂电池报废总量（万吨） 0.76 3.01 5.20 4.82 5.52 5.41 6.86 10.21 14.58 17.61 23.10 31.33 磷酸铁锂梯次利用量（Gwh） 0.16 1.51 4.12 5.02 7.63 9.21 13.54 23.28 37.74 50.98 73.95 109.93 磷酸铁锂梯次利用量（万吨） 0.04 0.36 0.99 1.21 1.77 2.11 3.09 5.31 8.60 11.62 16.86 25.06 磷酸铁锂拆解回收（万吨） 0.72 2.65 4.21 3.62 3.75 3.30 3.77 4.90 5.98 5.99 6.24 6.27 拆解回收锂元素量（万吨） 0.03 0.12 0.19 0.16 0.17 0.15 0.17 0.22 0.26 0.26 0.27 0.28 梯次利用后磷酸铁锂回收量（万吨） 0 0 0 0.038 0.361 0.989 1.205 1.766 2.111 3.086 5.307 8.604 梯次利用后锂元素回收量（万吨） 0 0 0 0.002 0.016 0.043 0.053 0.078 0.093 0.136 0.233 0.379 铁锂电池回收锂元素总量（万吨） 0.03 0.12 0.19 0.16 0.18 0.19 0.22 0.29 0.36 0.40 0.51 0.65 资料来源：光大证券研究所测算 敬请参阅最后一页特别声明 -12- 证券研究报告 电力设备新能源、环保 1.3.2、动力电池报废及梯次利用市场空间敏感性预测 由于金属价格变动对动力电池回收和梯次利用经济性、市场释放和产值空间有着 巨大影响，我们对未来三元电池的金属回收市场空间及铁锂电池的回收与梯次利 用市场空间设计了价格敏感性分析，并作出如下假设： 1）为测算市场空间，我们选取了三个不同时期的金属价格进行敏感性测算，分 为高价、现价（2021/1/22）、低价。其中高价与低价分别采用 2014Q1-2018Q4 的历史高价与历史低价进行评估测算。 表 7：金属价格假设 单位（万元/吨） 高价 现价（2021/1/22） 低价 Li 93.50 49.50 39.00 Ni 15.40 13.45 6.42 Co 66.42 30.62 19.42 Mn 1.99 1.64 0.93 资料来源：Wind；光大证券研究所整理 2）进行敏感性分析时，我们在改变金属市场价格的同时，三元电池正极材料占 比与磷酸铁锂电池梯次回收比例不变。 3）我们假设磷酸铁锂电池的每瓦时价格从 2014 年的 2.17 元/Wh 降低至 2025 年的 0.55 元/Wh，其中 21-25 年降低速度逐渐减慢。梯次利用的残值价格分为 高（40%）、中（30%）、低（20%）三档分别进行残值折算。 表 8：磷酸铁锂电池每瓦时价格预测 均价（元/wh） 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 磷酸铁锂动力电池 2.71 2.55 2.38 1.69 1.25 0.99 0.79 0.71 0.64 0.61 0.58 0.55 资料来源：CIAPS，光大证券研究所假设 图 13：锂金属回收市场空间 图 14：镍金属回收市场空间 0 50 100 150 200 250 高价 当前价 低价 0 50 100 150 200 高价 当前价 低价 资料来源：Wind，光大证券研究所测算；单位：亿元 资料来源：Wind，光大证券研究所测算；单位：亿元 敬请参阅最后一页特别声明 -13- 证券研究报告 电力设备新能源、环保 图 15：钴金属回收市场空间 图 16：锰金属回收市场空间 0 50 100 150 200 高价 当前价 低价 0 1 2 3 4 5 6 7 高价 当前价 低价 资料来源：Wind，光大证券研究所测算；单位：亿元 资料来源：Wind，光大证券研究所测算；单位：亿元 图 17：我国三元电池金属回收市场预测（2019-2030） 0 200 400 600 Li 低价 Ni 低价 Co 低价 Mn 低价 Li 当前价 Ni 当前价 Co 当前价 Mn 当前价 Li 高价 Ni 高价 Co 高价 Mn 高价 资料来源：光大证券研究所测算；单位：亿元 在金属处于高价时，到 2030 年三元电池锂/镍/钴/锰回收市场空间预计 195.82/176.63/186.13/6.40 亿元。在金属处于现价时，2030 年三元电池锂/镍/ 钴/锰回收市场空间预计 103.67/154.24/85.80/5.29 亿元。在金属处于低价时， 2030 年三元电池锂/镍/钴/锰回收市场空间预计 81.68/73.65/54.41/3.00 亿元。 2020-2030 年三元电池累计回收空间在现价情况下将达到 1305 亿元。 表 9：三元电池金属回收市场空间 市场空间（亿元） 2019E 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E Li 高价 0.89 4.03 8.12 20.33 40.99 47.07 51.84 58.17 67.95 99.05 139.52 195.82 Li 现价 0.47 2.13 4.30 10.76 21.70 24.92 27.44 30.79 35.97 52.44 73.86 1